前言

题目如下：

含苯(BENZENE，C6H6)和丙烯(PROPENE，C3H6)的原料物(PEED)进入反应器(REACTOR)，经反应生成异丙苯(PRO-BEN，C9H12)，反应后的混合物经冷凝器(COOLER)冷凝，再进入分离器(SEP)，分离器(SEP)顶部物流(PECYCLE)循环回反应器(PEACTOR)，分离器(SEP)底部物流作为产品(PRODUCT)流出，求产品(PRODUCT)中异丙苯的摩尔流量。(物性方法选择RK-SOAVE)

条件

原料物流FEED温度105℃，压力0.25MPa，苯和丙烯的摩尔流量均为18kmol/h。反应器REACTOR绝热操作，压力0.1MPa，反应方程式为：

模拟

1 新建空白模拟

这里有常用的各种化工工艺模拟模板，可直接创建，本次例子使用空白模拟

2 保存

快捷键 Ctrl + S 保存

选择如下格式：

选择否

3 Aspen文件格式讲解

aspen有三种保存格式：

*.apw (Aspen Plus Document) 格式是一种文档文件，采用二进制存储，包含所有输入规定、模拟结果和中间收敛信息

*.bkp (Aspen Plus Backup) 格式是aspen plus运行过程的备份文件，采用ASCII格式存储，包含模拟的所有输入规定和结果信息，但不包含中间的收敛数据，这个格式是我们常用的且主要的保存格式

*.apwz (Compound File) 是综合文件，采用二进制存储，包含模拟过程中的所有信息

4 输入组分

创建好空白模拟之后，系统默认进入组分输入界面，如下：

在Component ID栏输入丙烯的名称：PROPENE，然后回车，由于丙烯是系统数据库中可以识别的组分ID，所以会自动的将类型Type、组分名称Component Name和分子式Formula栏填入

同样，输入苯的名称：BENZENE，回车，如下：

第三行的ID输入异丙苯的标识：PRO-BEN，回车，但是异丙苯不会被系统识别，所以需要我们查询数据库进行输入

图中的空白处输入异丙苯的CAS：98-82-8，点击立即查找，点击添加，点击关闭

组分输入完毕：

小知识：

Aspen Plus提供的组分类型包括一下几种：

  • 常规组分Conventional：单一特定流体（气体或者液体），可能参与气液相平衡的典型组分
  • 固体组分Soild：单一特定固体，通过固体模型计算性质的常规固体
  • 非常规组分Nonconventional：不能以分子组分表示的非常规固体，比如某些煤或者木纤维，是用组分属性表征并且不参与化学平衡和相平衡
  • 虚拟组分Pseudocomponent：油品评价数据Assay和石油馏分混合数据Blend，表示石油馏分的的组分，根据沸点、分子量、密度和其他性质表征
  • 熔融液体Hypothetical Liquid：性质需要根据固体性质推测的液体组分模型，主要应用与冶金，比如模拟钢水中的碳
  • 聚合物Polymer、低聚物Oligomer和链段Segment：在聚合物模型中使用的组分

5 选择物性方法及查看二元交互作用参数

组分输入完毕之后点击NEXT或者快捷键 F4 进入全局物性方法选择：

方法过滤器选择ALL选项，基本方法选择RK-SOAVE

Aspen物性系统为活度系数模型，WILSON、NRTL和UNIQUAC，部分状态方程模型及亨利定律提供了内置的二元参数，在完成组分和物性方法的选择之后，Aspen自动使用这些内置参数

模拟环境

组分和物性方法确定之后，就可以开始建立流程图及输入模拟数据

1 设置全局规定

物性选择完毕之后，点击NEXT

选择模拟环境，确定

进入模拟环境：

全局规定设置完毕之后，可以i开始建立流程图

2 建立流程图

添加模块：

这是反应器模块B1

如果模块选项卡没有显示在主页面上，可以使用快捷键 F10 打开，或者在视图区找到模型选项板即可

添加物流和连接模块：

当选中物料流时，反应器模块会出现相应的红色标识，表示为必须要添加的物流，添加完毕之后点击鼠标右键即可退出物流添加模式

若需要对单元模块或者物流进行更改，删除，更换图标，输入数据输出结果等操作时，可以用鼠标左键选中模块或者物流，然后点击右键在弹出的选项卡中进行对应的选项操作，也可以使用快捷键 Ctrl+M

添加冷凝器模块B2：

更改物料连接：

物流S2是反应器的输出物流，同时也是冷凝器的输入物流，所以选中物流S2，鼠标右键打开选项卡，选择重新连接目标，这个时候冷凝器会自动标红所必须输入的物流端口，鼠标左键点击输入即可

添加分离器模块：

添加冷凝器输出物流S3，分离器顶部循环物料S4，分离器底部输出物流S5：

如果物流线不是直线，可以选中物流线，右键菜单点击对齐模块即可

对于流程中的物流和模块，通常取有实际意义的名称，如下：

流程建立完毕

每个模块，物流都会有一个特定的ID，点击左侧导航面板的文件夹时，都会有一个相应的对象管理器，例如：

可以对每个对象进行一些操作

3 输入物流数据

输入进料物流FEED的相关数据，温度105℃，压力0.25MPa，苯和丙烯的流量均为18kmol/h，注意单位

可以看到，在Aspen中当鼠标悬停在某些选项上的时候会自动弹出相关提示

4 输入模块数据

输入冷凝器出口温度54℃，冷凝器压降0.7kPa，注意单位

若输入的压力大于0，则表示模块的操作压力，若小于等于0，则表示模块的压降

输入PEACTOR模块数据，压力0.1MPa，热负荷0kW（绝热），注意单位

输入化学反应，选择反应物，产物，及化学计量系数，并指定丙烯的转化率为0.9，点击下一步

输入SEP模块数据， 压降和热负荷均为0

当面板左下角显示所需输入完整时表示模拟所需要的数据输入完毕，可以开始模拟：

运行模拟

点击NEXT或者RUN进行模拟：

控制面板显示模拟过程中没有发生错误，没有警告(快捷键F7打开控制面板)

YES!

流程成功的跑完只是成功的第一步

结果分析

在导航面板中选择对应选项，即可查看结果

所以，本题目的答案已经出来，产品中异丙苯的摩尔流量为：17.1181kmol/h

结果显示在流程图中，至此本题目结束